Toplotni režim atmosfere i zemljine površine. Toplotni režim zemljine površine i atmosfere Prosječna dnevna varijacija temperature

Njegova vrijednost i promjena na površini koja je direktno zagrijana sunčevim zracima. Kada se zagreje, ova površina prenosi toplotu (u dugotalasnom opsegu) i na donje slojeve i na atmosferu. Sama površina se zove aktivna površina.

Maksimalna vrijednost svih elemenata toplotnog bilansa uočava se u bližim podnevnim satima. Izuzetak je maksimalna izmjena topline u tlu, koja pada u jutarnjim satima. Maksimalne amplitude dnevne varijacije komponenti toplotnog bilansa uočavaju se ljeti, a minimalne amplitude zimi.

U dnevnom toku površinske temperature, suhe i bez vegetacije, po vedrom danu, maksimum se javlja nakon 14 sati, a minimum je oko izlaska sunca. Oblačnost može poremetiti dnevne varijacije temperature, uzrokujući pomak maksimuma i minimuma. Vlaga i površinska vegetacija imaju veliki uticaj na tok temperature.

Dnevni maksimumi površinske temperature mogu biti +80 o C ili više. Dnevne fluktuacije dostižu 40 o. Vrijednosti ekstremnih vrijednosti i temperaturnih amplituda zavise od geografske širine mjesta, godišnjeg doba, oblačnosti, toplinskih svojstava površine, njene boje, hrapavosti, prirode vegetacionog pokrivača, orijentacije padina (izloženosti).

Širenje toplote sa aktivne površine zavisi od sastava temeljne podloge, a biće određeno njenim toplotnim kapacitetom i toplotnom provodljivošću. Na površini kontinenata, temeljni supstrat je tlo, u okeanima (morima) - voda.

Tla općenito imaju niži toplinski kapacitet od vode i veću toplinsku provodljivost. Stoga se zagrijavaju i hlade brže od vode.

Vrijeme se troši na prijenos topline sa sloja na sloj, a trenuci nastupanja maksimalnih i minimalnih vrijednosti temperature tokom dana kasne se za svakih 10 cm za oko 3 sata. Što je sloj dublji, prima manje topline i slabije su temperaturne fluktuacije u njemu. Amplituda dnevnih temperaturnih fluktuacija sa dubinom smanjuje se za 2 puta na svakih 15 cm. Na prosječnoj dubini od oko 1 m, dnevne fluktuacije temperature tla "smiruju". Sloj na kojem se zaustavljaju naziva se sloj stalne dnevne temperature.

Što je duži period temperaturnih fluktuacija, to se dublje šire. Tako se u srednjim geografskim širinama sloj stalne godišnje temperature nalazi na dubini od 19-20 m, u visokim geografskim širinama na dubini od 25 m, a u tropskim geografskim širinama, gdje su godišnje amplitude temperature male, na dubini od 5-10 m. godina kasne u prosjeku 20-30 dana po metru.

Temperatura u sloju stalne godišnje temperature je blizu srednje godišnje temperature vazduha iznad površine.

Toplotni režim atmosfere

lokalna temperatura

Ukupna promjena temperature u fiksnoj
geografsku tačku, zavisno od pojedinca
promene u stanju vazduha, i od advekcije, nazivaju se
lokalna (lokalna) promjena.
Svaka meteorološka stanica koja se ne mijenja
njegov položaj na površini zemlje,
smatrati takvom tačkom.
Meteorološki instrumenti - termometri i
termografi, fiksno postavljeni u jednom ili drugom
mjesto, registrirajte točno lokalne promjene
temperatura vazduha.
Termometar na balonu koji leti na vjetru i,
dakle ostajući u istoj masi
zrak, pokazuje individualnu promjenu
temperature u ovoj masi.

Toplotni režim atmosfere

Raspodjela temperature zraka u
prostora i njegove promjene u vremenu
Toplotno stanje atmosfere
definirano:
1. Izmjena toplote sa okolinom
(sa donjom površinom, susjedni
vazdušne mase i svemir).
2. Adijabatski procesi
(povezan sa promenama vazdušnog pritiska,
posebno kada se krećete okomito
3. Advekcijski procesi
(prenos toplog ili hladnog vazduha koji utiče na temperaturu u
dati poen)

Izmjena topline

Putevi prijenosa topline
1) Zračenje
u apsorpciji
zračenje vazduha od sunca i zemlje
površine.
2) Toplotna provodljivost.
3) Isparavanje ili kondenzacija.
4) Formiranje ili otapanje leda i snega.

Putanja radijacionog prenosa toplote

1. Direktna apsorpcija
u troposferi je malo sunčevog zračenja;
može uzrokovati povećanje
temperatura vazduha samo
oko 0,5° dnevno.
2. Nešto važnije je
gubitak toplote iz vazduha
dugotalasno zračenje.

B = S + D + Ea – Rk – Rd – Ez, kW/m2
gdje
S - direktno sunčevo zračenje uključeno
horizontalna površina;
D - rasejano sunčevo zračenje uključeno
horizontalna površina;
Ea je protuzračenje atmosfere;
Rk i Rd - reflektirani od donje površine
kratkotalasno i dugovalno zračenje;
Ez - dugotalasno zračenje podloge
površine.

Ravnoteža zračenja donje površine

B = S + D + Ea– Rk – Rd – Ez, kW/m2
Obratite pažnju na:
Q = S + D Ovo je ukupno zračenje;
Rd je vrlo mala vrijednost i obično nije
uzeti u obzir;
Rk =Q *Ak, gdje je A albedo površine;
Eef \u003d Ez - Ea
Dobijamo:
B \u003d Q (1 - Ak) - Eef

Toplotna ravnoteža donje površine

B \u003d Lt-f * Mp + Lzh-g * Mk + Qa + Qp-p
gdje je Lt-zh i Lzh-g - specifična toplina fuzije
i isparavanje (kondenzacija), respektivno;
Mn i Mk su mase vode koje su uključene
odgovarajući fazni prelazi;
Qa i Qp-p - toplotni tok u atmosferu i kroz
donje površine do donjih slojeva
tla ili vode.

površinski i aktivni sloj

Temperaturni režim podloge

Podloga je
površine tla (zemlja, voda, snijeg i
itd.), u interakciji sa atmosferom
u procesu razmene toplote i vlage.
Aktivni sloj je sloj tla (uključujući
vegetacija i snježni pokrivač) ili voda,
učestvuje u razmeni toplote sa okolinom,
do čije dubine se svakodnevno i
godišnje temperaturne fluktuacije.

10. Temperaturni režim donje površine i aktivnog sloja

Temperaturni režim podloge
površinski i aktivni sloj
U tlu, sunčevo zračenje, prodorno
do dubine od desetinki mm,
pretvara u toplotu, koja
prenosi na donje slojeve
molekularna toplotna provodljivost.
U vodu prodire sunčevo zračenje
dubine do desetina metara, i transfer
dolazi do topline donjih slojeva
turbulentno
miješanje, termičko
konvekcija i isparavanje

11. Temperaturni režim donje površine i aktivnog sloja

Temperaturni režim podloge
površinski i aktivni sloj
Dnevne temperaturne fluktuacije
primijeniti:
u vodi - do desetina metara,
u tlu - manje od metra
Godišnje temperaturne fluktuacije
primijeniti:
u vodi - do stotine metara,
u tlu - 10-20 metara

12. Temperaturni režim donje površine i aktivnog sloja

Temperaturni režim podloge
površinski i aktivni sloj
Toplota koja izlazi na površinu vode tokom dana i ljeta prodire
do znatne dubine i zagrijava veliki vodeni stup.
Temperatura gornjeg sloja i same površine vode
malo se diže.
U tlu se ulazna toplota distribuira u tankom gornjem dijelu
sloj, koji na taj način postaje veoma vruć.
Noću i zimi voda gubi toplinu iz površinskog sloja, ali
umjesto njega dolazi akumulirana toplina iz donjih slojeva.
Zbog toga se temperatura na površini vode smanjuje
polako.
Na površini tla temperatura opada kada se toplina oslobodi
brzo:
toplota akumulirana u tankom gornjem sloju brzo ga napušta
bez dopune odozdo.

13. Temperaturni režim donje površine i aktivnog sloja

Temperaturni režim podloge
površinski i aktivni sloj
Tokom dana i ljeta temperatura na površini tla je viša od temperature na njoj
vodena površina; niže noću i zimi.
Dnevne i godišnje fluktuacije temperature na površini tla su veće,
štaviše, mnogo više nego na površini vode.
Tokom tople sezone, vodeni bazen se akumulira u prilično debelom sloju
vode, velike količine toplote, koja se na hladnoći odaje u atmosferu
sezone.
Tlo tokom tople sezone odaje većinu toplote noću,
koji prima tokom dana, a akumulira malo toga do zime.
U srednjim geografskim širinama, tokom tople polovine godine, 1,5-3
kcal toplote po kvadratnom centimetru površine.
Po hladnom vremenu, tlo odaje ovu toplotu atmosferi. Vrijednost ±1,5-3
kcal/cm2 godišnje je godišnji toplotni ciklus tla.
Pod uticajem snježnog pokrivača i vegetacije ljeti, godišnja
cirkulacija topline tla se smanjuje; na primjer, kod Lenjingrada za 30%.
U tropima je godišnji promet topline manji nego u umjerenim geografskim širinama, jer
manje su godišnje razlike u prilivu sunčevog zračenja.

14. Temperaturni režim donje površine i aktivnog sloja

Temperaturni režim podloge
površinski i aktivni sloj
Godišnji obrt toplote velikih rezervoara je oko 20
puta više od godišnjeg prometa toplote
tla.
Baltičko more ispušta vazduh po hladnom vremenu 52
kcal / cm2 i akumulira istu količinu u toploj sezoni.
Godišnji obrt toplote Crnog mora ±48 kcal/cm2,
Kao rezultat ovih razlika, temperatura zraka iznad
niže uz more ljeti i više zimi nego na kopnu.

15. Temperaturni režim donje površine i aktivnog sloja

Temperaturni režim podloge
površinski i aktivni sloj
Zemljište se brzo zagrijava i
hladi se.
Voda se zagreva polako i polako
hladi se
(specifični toplotni kapacitet vode u
3-4 puta više zemlje)
Vegetacija smanjuje amplitudu
dnevne temperaturne fluktuacije
površine tla.
Snježni pokrivač štiti tlo od
intenzivan gubitak toplote (zimi, tlo
manje se smrzava)

16.

ključnu ulogu u stvaranju
temperaturni režim troposfere
igra razmene toplote
vazduh sa zemljinom površinom
provođenjem

17. Procesi koji utiču na prenos toplote atmosfere

Procesi koji utiču na prenos toplote
atmosfera
1).Turbulencija
(miješanje
vazduh sa neuređenim
haotično kretanje).
2).Thermal
konvekcija
(zračni transport u vertikali
smjer koji se javlja kada
zagrijavanje donjeg sloja)

18. Promjene temperature zraka

Promjene temperature zraka
1).
Periodično
2). Neperiodično
Neperiodične promjene
temperatura vazduha
Povezano sa advekcijom vazdušnih masa
iz drugih delova zemlje
Takve promjene su česte i značajne u
umjerene geografske širine,
povezuju se sa ciklonom
aktivnosti, u malim
skale - s lokalnim vjetrovima.

19. Periodične promjene temperature zraka

Dnevne i godišnje promjene temperature su
periodični karakter.
Dnevne promjene
Temperatura vazduha se menja u
dnevni kurs prateći temperaturu
zemljine površine, sa koje
vazduh se zagreva

20. Dnevna varijacija temperature

Dnevna varijacija temperature
Višegodišnje dnevne krive
temperature su glatke krive,
slično sinusoidama.
U klimatologiji se smatra
dnevna promjena temperature zraka,
u prosjeku tokom mnogo godina.

21. na površini tla (1) iu zraku na visini od 2m (2). Moskva (MSU)

Prosječna dnevna varijacija temperature na površini
tlo (1) i
u vazduhu na visini od 2m (2). Moskva (MSU)

22. Prosječna dnevna varijacija temperature

Prosječna dnevna varijacija temperature
Temperatura na površini tla ima dnevnu varijaciju.
Njegov minimum se opaža otprilike pola sata nakon toga
izlazak sunca.
Do tog vremena, radijacijska ravnoteža površine tla
postaje jednaka nuli - prijenos topline iz gornjeg sloja
efektivno zračenje tla je uravnoteženo
povećan priliv ukupnog zračenja.
Izmjena topline bez zračenja u ovom trenutku je zanemarljiva.

23. Prosječna dnevna varijacija temperature

Prosječna dnevna varijacija temperature
Temperatura na površini tla raste do 13-14 sati,
kada dostigne svoj maksimum u dnevnom toku.
Nakon toga temperatura počinje da pada.
Bilans zračenja u popodnevnim satima, međutim,
ostaje pozitivan; ali
prijenos topline tokom dana od gornjeg sloja tla do
atmosfera nastaje ne samo kroz efektivne
zračenja, ali i kroz povećanu toplotnu provodljivost, i
takođe sa povećanim isparavanjem vode.
Nastavlja se i prijenos topline u dubinu tla.
Zbog toga temperatura na površini tla i pada
od 13-14 sati do jutarnjeg minimuma.

24.

25. Temperatura površine tla

Maksimalne temperature na površini tla su obično više
nego u vazduhu na visini meteorološke kabine. ovo je jasno:
tokom dana sunčevo zračenje prvenstveno zagrijava tlo, a već
zagreva vazduh.
U Moskovskoj regiji ljeti na površini golog tla
primjećuju se temperature do + 55 °, au pustinjama - čak i do + 80 °.
Noćni temperaturni minimumi se, naprotiv, javljaju na
površina tla je niža nego u zraku,
budući da se prije svega tlo efikasno hladi
zračenje, a već iz njega se hladi vazduh.
Zimi u moskovskoj regiji, noćne temperature na površini (u ovom trenutku
prekriven snijegom) može pasti ispod -50 °, ljeti (osim jula) - do nule. Na
površina snijega u unutrašnjosti Antarktika, čak i prosječna
mjesečna temperatura u junu je oko -70°, au nekim slučajevima može
padne na -90°.

26. Dnevni temperaturni raspon

Dnevni temperaturni raspon
Ovo je razlika između maksimuma
i dnevne minimalne temperature.
Dnevni temperaturni raspon
izmjene zraka:
po godišnjim dobima,
po geografskoj širini
zavisno od prirode
podloga,
zavisno od terena.

27. Promjene amplitude dnevne temperature (Asut)

Promjene

1. Zimi je Asuta manje nego ljeti
2. Sa povećanjem geografske širine, jedan dan. smanjenje:
na geografskoj širini 20 - 30°
na kopnu A dana = 12 ° S
na geografskoj širini od 60° dnevno. = 6°C
3. Otvoreni prostori
karakteriše veći A dan. :
za stepe i pustinje srednje
Asut \u003d 15-20 ° C (do 30 ° C),

28. Promjene amplitude dnevne temperature (Asut)

Promjene
dnevna amplituda temperature (Asut)
4. Blizina slivova
smanjuje A dan.
5.Na konveksnim reljefima
(vrhovi i padine planina) Jedan dan. manji,
nego na ravnici
6. U konkavnim oblicima terena
(udubine, doline, jaruge itd. I više dana.

29. Utjecaj zemljišnog pokrivača na temperaturu površine tla

Vegetacijski pokrivač smanjuje hlađenje tla noću.
Noćno zračenje se javlja uglavnom sa
površine same vegetacije, koje će biti najviše
cool.
Tlo pod vegetacijom zadržava višu
temperaturu.
Međutim, tokom dana vegetacija sprečava zračenje
zagrijavanje tla.
Dnevni temperaturni raspon ispod vegetacije,
na taj način smanjena i srednja dnevna temperatura
spušteno.
Dakle, vegetacijski pokrivač uglavnom hladi tlo.
U Lenjingradskoj oblasti, površina tla ispod polja
usevi mogu biti 15° hladniji tokom dana nego
ugar. U prosjeku je hladnije dnevno
izloženo tlo za 6°, pa čak i na dubini od 5-10 cm ostaje
razlika od 3-4°.

30. Utjecaj zemljišnog pokrivača na temperaturu površine tla

Snježni pokrivač štiti tlo zimi od prekomjernog gubitka topline.
Zračenje dolazi od same površine snježnog pokrivača i tla ispod njega
ostaje toplije od gole zemlje. Istovremeno, dnevna amplituda
temperatura na površini tla ispod snijega naglo pada.
U srednjem pojasu evropske teritorije Rusije sa snježnim pokrivačem visine
40-50 cm, temperatura površine tla ispod nje je 6-7 ° viša od
temperatura golog tla, i 10° viša od temperature na
površine samog snježnog pokrivača.
Zimsko smrzavanje tla pod snijegom doseže dubinu od oko 40 cm, i bez
snijeg može doseći do dubine od preko 100 cm.
Dakle, vegetacijski pokrivač ljeti smanjuje temperaturu na površini tla, i
snježni pokrivač zimi ga, naprotiv, povećava.
Smanjuje se kombinovani efekat vegetacionog pokrivača ljeti i snježnog pokrivača zimi
godišnja amplituda temperature na površini tla; ovo smanjenje je
oko 10° u poređenju sa golim tlom.

31. Distribucija toplote duboko u tlo

Što je veća gustina i sadržaj vlage u tlu, to je veća
što bolje provodi toplotu, to brže
širiti sve dublje i dublje
fluktuacije temperature prodiru.
Bez obzira na vrstu tla, period oscilovanja
temperatura se ne menja sa dubinom.
To znači da ne samo na površini, već i na
dubine ostaje dnevni tok sa periodom od 24
sati između svaka dva uzastopna
uspone ili padove
i godišnji kurs u trajanju od 12 mjeseci.

32. Distribucija toplote duboko u tlo

Amplitude oscilacija opadaju sa dubinom.
Povećanje dubine u aritmetičkoj progresiji
dovodi do progresivnog smanjenja amplitude
geometrijski.
Dakle, ako je na površini dnevna amplituda 30°, i
na dubini od 20 cm 5°, onda će na dubini od 40 cm biti uži
manje od 1°.
Na nekoj relativno maloj dubini, dnevno
amplituda se toliko smanjuje da postaje
praktično jednak nuli.
Na ovoj dubini (oko 70-100 cm, u različitim slučajevima
različito) počinje sloj konstante dnevno
temperaturu.

33. Dnevna varijacija temperature u tlu na različitim dubinama od 1 do 80 cm Pavlovsk, maj.

34. Godišnje temperaturne fluktuacije

Amplituda godišnjih temperaturnih fluktuacija opada od
dubina.
Međutim, godišnje fluktuacije se protežu na veće
dubine, što je sasvim razumljivo: za njihovu distribuciju
ima više vremena.
Amplitude godišnjih fluktuacija smanjuju se skoro na
nula na dubini od oko 30 m u polarnim geografskim širinama,
oko 15-20 m u srednjim geografskim širinama,
oko 10 m u tropima
(gdje su i na površini tla godišnje amplitude manje,
nego u srednjim geografskim širinama).
Na tim dubinama počinje sloj konstantne godišnje
temperaturu.

35.

Vrijeme maksimalne i minimalne temperature
i u dnevnom i u godišnjem toku zaostaju dubinom
proporcionalno njoj.
To je razumljivo, jer je potrebno vrijeme da se toplina proširi
dubina.
Dnevni ekstremi za svakih 10 cm dubine se odgađaju
2,5-3,5 sata.
To znači da je na dubini od, na primjer, 50 cm dnevni maksimum
viđeno posle ponoći.
Godišnji maksimumi i padovi kasne 20-30 dana
svaki metar dubine.
Dakle, u Kalinjingradu na dubini od 5 m, minimalna temperatura
posmatrano ne u januaru, kao na površini tla, već u maju,
maksimum - ne u julu, već u oktobru

36. Godišnja varijacija temperature u tlu na različitim dubinama od 3 do 753 cm u Kalinjingradu.

37. Raspodjela temperature u tlu vertikalno u različitim godišnjim dobima

Ljeti temperatura pada od površine tla do dubine.
Raste zimi.
U proljeće prvo raste, a zatim opada.
U jesen se prvo smanjuje, a zatim raste.
Promjene temperature u tlu sa dubinom tokom dana ili godine mogu se predstaviti sa
korištenjem izopletnog grafikona.
X-osa predstavlja vrijeme u satima ili mjesecima u godini.
Y-osa je dubina u tlu.
Svaka tačka na grafikonu odgovara određenom vremenu i određenoj dubini. Na
graf prikazuje prosječne temperature na različitim dubinama u različitim satima ili
mjeseci.
Nakon crtanja izolinija koje spajaju tačke sa jednakim temperaturama,
na primjer, svaki stepen ili svaka 2 stepena, dobijamo porodicu
termička izopleta.
Prema ovom grafikonu možete odrediti vrijednost temperature za bilo koji trenutak u danu.
ili dan u godini i za bilo koju dubinu unutar grafikona.

38. Izoplet godišnjih temperaturnih varijacija u tlu u Tbilisiju

Izoplet godišnjih temperaturnih varijacija u tlu u
Tbilisi

39. Dnevni i godišnji hod temperature na površini akumulacija iu gornjim slojevima vode

Grijanje i hlađenje se širi u vodnim tijelima za više od
deblji sloj nego u tlu, a uz to ima i veći
toplinski kapacitet od tla.
Kao rezultat ove promjene temperature na površini vode
vrlo male.
Njihova amplituda je reda desetina stepena: oko 0,1-
0,2° u umjerenim geografskim širinama,
oko 0,5° u tropima.
U južnim morima SSSR-a dnevna amplituda temperature je veća:
1-2°;
na površini velikih jezera u umjerenim geografskim širinama još više:
2-5°.
Dnevne fluktuacije temperature vode na površini oceana
imaju maksimalno oko 15-16 sati, a minimum nakon 2-3 sata
nakon izlaska sunca.

40. Dnevna varijacija temperature na površini mora (puna kriva) i na visini od 6 m u zraku (isprekidana kriva) u tropskoj

Atlantic

41. Dnevni i godišnji hod temperature na površini akumulacija iu gornjim slojevima vode

Godišnja amplituda fluktuacija površinske temperature
okeana mnogo više nego dnevno.
Ali to je manje od godišnje amplitude na površini tla.
U tropima je oko 2-3 °, na 40 ° N. sh. oko 10°, a na 40°S.
sh. oko 5°.
Na unutrašnjim morima i dubokim jezerima,
značajno velike godišnje amplitude - do 20° ili više.
U vodi se šire i dnevne i godišnje fluktuacije
(također, naravno, sa zakašnjenjem) na veće dubine nego u tlu.
Dnevne fluktuacije se nalaze u moru na dubinama do 15
20 m i više, a godišnje - do 150-400 m.

42. Dnevna varijacija temperature zraka u blizini zemljine površine

Temperatura zraka se mijenja svakodnevno
prateći temperaturu zemljine površine.
Kako se zrak zagrijava i hladi
Zemljina površina, amplituda dnevne varijacije
temperatura u meteorološkoj kabini je niža,
nego na površini tla, u prosjeku oko
za jednu trećinu.

43. Dnevna varijacija temperature zraka u blizini zemljine površine

Povećanje temperature vazduha počinje povećanjem
temperatura tla (15 minuta kasnije) ujutro,
nakon izlaska sunca. U 13-14 sati temperatura tla,
počinje da pada.
U 14-15 sati se izjednačava sa temperaturom vazduha;
Od sada uz dalji pad temperature
tlo počinje opadati i temperatura zraka.
Dakle, minimum u dnevnom toku temperature
vazduh na zemljinoj površini pada na vreme
ubrzo nakon izlaska sunca,
a maksimalno 14-15 sati.

44. Dnevna varijacija temperature vazduha u blizini zemljine površine

Dnevni hod temperature vazduha je sasvim korektan
manifestuje se samo pri stabilnom vedrom vremenu.
Čini se još logičnijim u prosjeku od velikog
broj opažanja: dugoročne dnevne krive
temperatura - glatke krive, slične sinusoidama.
Ali u nekim danima, dnevne varijacije temperature zraka mogu
biti veoma pogrešan.
Zavisi od promjena u oblačnosti koje mijenjaju radijaciju
uslovima na zemljinoj površini, kao i od advekcije, tj
dotok vazdušnih masa različite temperature.
Kao rezultat ovih razloga, temperaturni minimum se može pomjeriti
čak i danju, a maksimalno - noću.
Dnevna varijacija temperature može potpuno nestati ili krivulja
dnevna promjena će poprimiti složen i nepravilan oblik.

45. Dnevna varijacija temperature zraka u blizini zemljine površine

Redovni dnevni tok se preklapa ili maskira
neperiodične promjene temperature.
Na primjer, u Helsinkiju u januaru ima 24%
vjerovatnoća da je dnevna temperatura maksimalna
biti između ponoći i jedan ujutro, i
samo 13% šanse da će pasti
vremenski interval od 12 do 14 sati.
Čak iu tropima, gdje su neperiodične promjene temperature slabije nego u umjerenim geografskim širinama, maksimalni
temperature su popodne
samo u 50% svih slučajeva.

46. ​​Dnevna varijacija temperature vazduha u blizini zemljine površine

U klimatologiji se obično uzima u obzir dnevna varijacija
prosečna temperatura vazduha tokom dužeg perioda.
U takvom prosječnom dnevnom toku, neperiodične promjene
temperature koje padaju manje-više ravnomjerno
svi sati u danu se međusobno poništavaju.
Kao rezultat, krivulja dugoročne dnevne varijacije ima
jednostavan znak blizak sinusoidnom.
Na primjer, razmotrite dnevnu varijaciju temperature zraka u
Moskva u januaru i julu, računato po višegodišnjim
podaci.
Dugoročna prosječna temperatura izračunata je za svaki sat
januarskih ili julskih dana, a zatim prema dobijenom prosjeku
satne vrijednosti su konstruisane dugoročne krive
dnevni kurs za januar i jul.

47. Dnevni hod temperature vazduha u Moskvi u januaru i julu. Brojke pokazuju prosječne mjesečne temperature januara i jula.

48. Dnevne promjene amplitude temperature zraka

Dnevna amplituda temperature zraka varira po sezoni,
geografskoj širini, kao iu zavisnosti od prirode tla i
teren.
Zimi je manji nego ljeti, kao i amplituda
temperatura ispod površine.
Sa povećanjem geografske širine, dnevna amplituda temperature
zrak se smanjuje kako se podnevna visina sunca smanjuje
preko horizonta.
Pod geografskim širinama od 20-30° na kopnu, godišnji prosjek dnevno
amplituda temperature oko 12°,
ispod geografske širine 60° oko 6°,
ispod geografske širine 70° samo 3°.
Na najvišim geografskim širinama gdje sunce ne izlazi ili
dolazi mnogo dana za redom, redovni dnevni kurs
nema temperature uopšte.

49. Utjecaj prirode tla i zemljišnog pokrivača

Što je veći dnevni raspon temperature
površine tla, veća je dnevna amplituda
temperatura vazduha iznad njega.
U stepama i pustinjama, prosječna dnevna amplituda
dostiže 15-20°, ponekad 30°.
Iznad obilnog vegetacijskog pokrivača je manji.
Na dnevnu amplitudu utiče i blizina izvora vode.
baseni: u obalnim područjima je snižen.

50. Uticaj reljefa

Na konveksnim reljefima (na vrhovima i dalje
padine planina i brda) dnevni temperaturni raspon
zrak je smanjen u odnosu na ravni teren.
U konkavnim oblicima (u dolinama, gudurama i udubinama)
povećana.
Razlog je što na konveksnim reljefima
zrak ima smanjenu površinu kontakta sa
podlogu i brzo se uklanja sa nje i zamjenjuje
nove mase vazduha.
U konkavnim oblicima reljefa, vazduh se jače zagreva od
površine i više stagnira danju i noću
jače hladi i teče niz padine. Ali u uskom
klisure, gde je i priliv radijacije i efektivna radijacija
smanjene, dnevne amplitude su manje nego u širokim
doline

51. Uticaj mora i okeana

Male dnevne temperaturne amplitude na površini
mora također imaju male dnevne amplitude
temperatura zraka nad morem.
Međutim, ove posljednje su još uvijek veće od dnevnih
amplitude na samoj površini mora.
Dnevne amplitude na površini otvorenog okeana
mjereno samo u desetinkama stepena;
ali u donjem sloju zraka iznad okeana dostižu 1 -
1,5°),
i više nad unutrašnjim morima.
Temperaturne amplitude u vazduhu su povećane jer
na njih utiče advekcija vazdušnih masa.
Direktna apsorpcija također igra ulogu.
sunčevo zračenje donjih slojeva vazduha tokom dana i
zračenje od njih noću.

52. Promjena dnevne amplitude temperature sa visinom

Dnevne temperaturne fluktuacije u atmosferi sežu do
jači sloj od dnevnih fluktuacija u okeanu.
Na nadmorskoj visini od 300 m iznad kopna, amplituda dnevne temperature varira
oko 50% amplitude na površini zemlje, i ekstremne vrijednosti
temperature dolaze 1,5-2 sata kasnije.
Na nadmorskoj visini od 1 km dnevni raspon temperature iznad kopna je 1-2°,
na visini od 2-5 km 0,5-1°, a dnevni maksimum prelazi na
veče.
Nad morem dnevna amplituda temperature blago raste sa
visoko u nižim kilometrima, ali i dalje ostaje mala.
Male dnevne temperaturne fluktuacije se detektuju čak
u gornjoj troposferi i u donjoj stratosferi.
Ali tamo su oni već određeni procesima apsorpcije i emisije
zračenje vazduhom, a ne uticajima zemljine površine.

53. Uticaj terena

U planinama, gde je uticaj podložne površine veći nego na
odgovarajuće visine u slobodnoj atmosferi, dnevno
amplituda se s visinom sporije smanjuje.
Na pojedinačnim planinskim vrhovima, na visinama od 3000 m i više,
dnevna amplituda i dalje može biti 3-4°.
Na visokim, prostranim visoravnima, dnevni temperaturni raspon
vazduh istog reda kao u nizinama: apsorbovano zračenje
a efektivno zračenje je ovdje veliko, kao i površina
kontakt vazduha sa zemljom.
Dnevni raspon temperature zraka na stanici Murghab u
Na Pamiru je godišnji prosjek 15,5°, dok je u Taškentu 12°.

54.

55. Zračenje zemljine površine

Gornji slojevi zemlje i vode, snježni
sami pokrivač i vegetacija zrače
dugotalasno zračenje; ovo zemaljsko
zračenje se često naziva intrinzičnim
radijacije sa zemljine površine.

56. Zračenje zemljine površine

Apsolutne temperature zemljine površine
su između 180 i 350°.
Na ovim temperaturama emituje se zračenje
praktično leži unutra
4-120 mikrona,
a maksimum njegove energije pada na talasne dužine
10-15 mikrona.
Dakle, sve ovo zračenje
infracrvene, nevidljive oku.

57.

58. Atmosfersko zračenje

Atmosfera se zagrijava apsorbirajući oba sunčeva zračenja
(iako u relativno malom udjelu, oko 15% od ukupnog broja
iznos koji dolazi na Zemlju), i svoju
radijacije sa zemljine površine.
Osim toga, prima toplinu sa površine zemlje.
vođenjem toplote, kao i isparavanjem i
naknadna kondenzacija vodene pare.
Zagrejana, atmosfera sama zrači.
Baš kao i površina zemlje, zrači nevidljivim
infracrveno zračenje u istom opsegu
talasne dužine.

59. Protiv zračenja

Većina (70%) atmosferskog zračenja dolazi iz
Zemljine površine, ostalo odlazi u svijet
svemir.
Atmosfersko zračenje koje dopire do površine Zemlje naziva se kontraradijacija.
Nadolazeći jer je usmjeren ka
samozračenje zemljine površine.
Zemljina površina apsorbuje ovo kontra zračenje
skoro u potpunosti (za 90-99%). Dakle, jeste
za Zemljinu površinu važan izvor toplote u
dodatak apsorbovanom sunčevom zračenju.

60. Protiv zračenja

Protiv zračenja se povećava sa povećanjem oblačnosti,
jer sami oblaci jako zrače.
Za ravne stanice umjerenih geografskih širina, prosjek
intenzitet protiv zračenja (za svaki
kvadratni centimetar horizontalne zemlje
površina u minuti)
oko 0,3-0,4 cal,
na planinskim stanicama - oko 0,1-0,2 cal.
Ovo je smanjenje kontra zračenja sa visinom
zbog smanjenja sadržaja vodene pare.
Najveće protuzračenje je na ekvatoru, gdje
atmosfera je najtoplija i najbogatija vodenom parom.
Na ekvatoru 0,5-0,6 cal/cm2 min u prosjeku,
U polarnim geografskim širinama do 0,3 cal/cm2 min.

61. Protiv zračenja

Glavna supstanca u atmosferi koja apsorbuje
zemaljsko zračenje i slanje nadolazećeg
zračenje, je vodena para.
Upija infracrveno zračenje u velikom
spektralna oblast - od 4,5 do 80 mikrona, sa izuzetkom
interval između 8,5 i 11 mikrona.
Sa prosječnim sadržajem vodene pare u atmosferi
zračenje sa talasnim dužinama od 5,5 do 7,0 mikrona ili više
apsorbuje skoro u potpunosti.
Samo u rasponu od 8,5-11 mikrona zemaljskog zračenja
prolazi kroz atmosferu u svemir.

62.

63.

64. Efektivno zračenje

Kontra zračenje je uvijek nešto manje od zemaljskog.
Noću, kada nema sunčevog zračenja, dolazi do površine zemlje
samo protiv zračenja.
Zemljina površina gubi toplinu zbog pozitivne razlike između
vlastito i protuzračenje.
Razlika između Zemljinog zračenja
površinsko i protuzračenje atmosfere
nazvano efikasno zračenje

65. Efikasno zračenje

Efektivno zračenje je
neto gubitak energije zračenja, i
dakle toplota sa zemljine površine
po noći

66. Efektivna radijacija

Sa povećanjem oblačnosti, povećanjem
protiv zračenja, efektivno zračenje
smanjuje se.
Po oblačnom vremenu, efikasno zračenje
mnogo manje nego u jasnom;
Po oblačnom vremenu manje i noću
hlađenje zemljine površine.

67. Efektivno zračenje

Efikasno zračenje, naravno,
postoji i tokom dana.
Ali tokom dana se preklapa ili djelomično
kompenzirano apsorbovanim sunčevim zracima
zračenje. Dakle, zemljina površina
toplije tokom dana nego noću, zbog čega,
između ostalog i efikasno zračenje
više tokom dana.

68. Efektivno zračenje

Apsorbuje zemaljsko zračenje i šalje nadolazeće
radijacija na zemljinu površinu, atmosferu
najviše smanjuje hlađenje potonjeg u
noćno vrijeme.
Tokom dana, malo sprečava zagrevanje zemlje.
površine sunčevim zračenjem.
To je utjecaj atmosfere na toplinski režim Zemlje
površine naziva se efekat staklene bašte.
zbog vanjske analogije sa djelovanjem naočara
staklenici.

69. Efektivno zračenje

Općenito, Zemljina površina u mediju
geografske širine gubi na efektivnosti
zračenje otprilike upola manje
količinu toplote koju prima
od apsorbovanog zračenja.

70. Radijacijska ravnoteža zemljine površine

Razlika između apsorbovanog zračenja i radijacionog bilansa zemljine površine U prisustvu snežnog pokrivača, ravnoteža zračenja
ide na pozitivne vrijednosti samo na visini
Sunce je oko 20-25°, budući da je sa velikim snježnim albedom
njegova apsorpcija ukupnog zračenja je mala.
Tokom dana, ravnoteža zračenja se povećava sa povećanjem nadmorske visine.
sunca i opada sa njegovim smanjenjem.
Noću, kada nema totalnog zračenja,
negativan bilans zračenja je
efektivno zračenje
i stoga se malo menja tokom noći, osim ako
uslovi oblaka ostaju isti.

76. Radijaciona ravnoteža zemljine površine

Srednje podnevne vrednosti
bilans radijacije u Moskvi:
ljeti uz vedro nebo - 0,51 kW / m2,
zimi uz vedro nebo - 0,03 kW / m2
ljeto pod prosječnim uslovima
oblačnost - 0,3 kW/m2,
zima pod prosječnim uslovima
oblačnost je oko 0 kW/m2.

77.

78.

79. Radijacijska ravnoteža zemljine površine

Ravnotežu zračenja određuje balans mjerač.
Ima jednu pocrnjelu prijemnu ploču
pokazujući prema nebu
a drugi - dole do površine zemlje.
Razlika u grijanju ploča dozvoljava
odrediti vrijednost bilansa zračenja.
Noću je jednak vrijednosti efektivnog
zračenje.

80. Zračenje u svjetski prostor

Većina radijacije sa zemljine površine
apsorbuje u atmosferu.
Prolazi samo u opsegu talasnih dužina od 8,5-11 mikrona
atmosfere u svetskom prostoru.
Ovaj odlazni iznos je samo 10% od
dotok sunčevog zračenja na granice atmosfere.
Ali, osim toga, sama atmosfera zrači u svijet
prostor oko 55% energije iz dolazne
sunčevo zračenje,
tj. nekoliko puta veća od površine zemlje.

81. Zračenje u svjetski prostor

Radijacija iz nižih slojeva atmosfere se apsorbuje
njenih slojeva iznad.
Ali, kako se udaljavate od zemljine površine, sadržaj
vodena para, glavni apsorber zračenja,
smanjuje se i potreban je sve deblji sloj zraka,
da apsorbuje zračenje koje dolazi
donjih slojeva.
Počevši od neke visine vodene pare uopšte
nije dovoljno da apsorbuje svu radijaciju,
dolazi odozdo, a iz ovih gornjih slojeva dio
atmosfersko zračenje će otići u svijet
svemir.
Proračuni pokazuju da najjače zrače u
Svemirski slojevi atmosfere leže na visinama od 6-10 km.

82. Zračenje u svjetski prostor

Dugotalasno zračenje zemljine površine i
atmosfera koja odlazi u svemir se zove
izlazno zračenje.
To je oko 65 jedinica, ako uzmemo za 100 jedinica
dotok sunčevog zračenja u atmosferu. Zajedno sa
reflektovana i rasejana kratkotalasna solarna energija
zračenje koje izlazi iz atmosfere
količina od oko 35 jedinica (planetarni albedo Zemlje),
ovo izlazno zračenje kompenzira priliv sunčeve energije
radijacije na zemlju.
Tako Zemlja, zajedno sa atmosferom, gubi
onoliko zračenja koliko primi, tj.
je u stanju zračenja (radijacije)
balans.

83. Bilans zračenja

Qincoming = Qoutput
Qincoming \u003d I * S projekcije * (1-A)
σ
1/4
T =
Q protok = S zemlja * * T4
T=
0
252K

84. Fizičke konstante

I - Solarna konstanta - 1378 W/m2
R(Zemlja) - 6367 km.
A - prosječni albedo Zemlje - 0,33.
Σ - Stefan-Boltzmannova konstanta -5,67 * 10 -8
W/m2K4

transkript

1 TERMIČKI REŽIM ATMOSFERE I ZEMLJINSKE POVRŠINE

2 Toplotni bilans zemljine površine Ukupna radijacija i protuzračenje atmosfere ulaze na površinu zemlje. Apsorbira ih površina, odnosno idu na zagrijavanje gornjih slojeva tla i vode. U isto vrijeme, sama površina zemlje zrači i gubi toplinu u tom procesu.

3 Zemljina površina (aktivna površina, podloga), odnosno površina tla ili vode (vegetacija, snijeg, ledeni pokrivač), kontinuirano prima i gubi toplinu na različite načine. Kroz zemljinu površinu, toplota se prenosi gore u atmosferu i dole u tlo ili vodu. U bilo kom vremenskom periodu, ista količina toplote ide gore-dole sa zemljine površine koju prima odozgo i odozdo tokom ovog vremena. Da je drugačije, zakon održanja energije ne bi bio ispunjen: bilo bi potrebno pretpostaviti da energija nastaje ili nestaje na površini zemlje. Algebarski zbir svih toplotnih ulaza i izlaza na zemljinoj površini trebao bi biti jednak nuli. Ovo se izražava jednadžbom toplotnog bilansa zemljine površine.

4. jednačina toplotnog bilansa Da bismo napisali jednadžbu toplotnog bilansa, prvo kombinujemo apsorbovano zračenje Q (1- A) i efektivno zračenje Eef = Ez - Ea u radijacionu ravnotežu: B=S +D R + Ea Ez ili B= Q (1 - A) - Eef

5 Ravnoteža zračenja zemljine površine - Ovo je razlika između apsorbovanog zračenja (ukupno reflektovano zračenje) i efektivnog zračenja (zračenje zemljine površine minus kontraradijacija) B=S +D R + Ea Ez B=Q(1-A)- Eef 0 Stoga V= - Eeff

6 1) Dolazak toplote iz vazduha ili njeno oslobađanje u vazduh toplotnom provodljivošću, označavamo P 2) Isti prihod ili potrošnju razmenom toplote sa dubljim slojevima zemlje ili vode nazvaćemo A. 3) Gubitak toplote tokom isparavanja ili njenog dolaska tokom kondenzacije na zemljinu površinu, označavamo LE gde je L specifična toplota isparavanja, a E isparavanje/kondenzacija (masa vode). Tada će se jednadžba toplinske ravnoteže zemljine površine napisati na sljedeći način: B = P + A + LE Jednačina toplinske ravnoteže se odnosi na jediničnu površinu aktivne površine. Svi njeni članovi su tokovi energije. dimenzija W/m2

7, značenje jednačine je da je radijacijska ravnoteža na površini zemlje uravnotežena neradijativnim prijenosom topline. Jednačina vrijedi za bilo koji vremenski period, uključujući i dugi niz godina.

8 Komponente toplotne ravnoteže sistema Zemlja-atmosfera Primljene od Sunca Oslobađene zemljinom površinom

9 Opcije toplotnog balansa Q Ravnoteža zračenja LE Gubitak toplote isparavanjem H Turbulentni toplotni tok iz (u) atmosferu sa donje površine G -- toplotni tok u (iz) dubine tla

10 Dolazak i potrošnja B=Q(1-A)-Eef B= P+A+LE Q(1-A)- Fluks sunčevog zračenja, delimično se reflektujući, prodire duboko u aktivni sloj na različite dubine i uvek ga zagreva Efektivno zračenje obično hladi površinu Eeff Isparavanje također uvijek hladi površinu LE Protok topline u atmosferu R hladi površinu danju kada je toplija od zraka, ali je zagrijava noću kada je atmosfera toplija od zemljine površine . Toplotni tok u tlo A, uklanja višak toplote tokom dana (hladi površinu), ali unosi toplotu koja nedostaje iz dubine noću

11 Prosječna godišnja temperatura zemljine površine i aktivnog sloja malo varira iz godine u godinu Iz dana u dan i iz godine u godinu, prosječna temperatura aktivnog sloja i zemljine površine malo varira na bilo kojem mjestu. To znači da tokom dana skoro isto toliko toplote uđe u dubinu tla ili vode tokom dana koliko ih napusti noću. Ali ipak, tokom ljetnih dana vrućina se malo više smanjuje nego što dolazi odozdo. Stoga se slojevi tla i vode, te njihova površina, zagrijavaju iz dana u dan. Zimi se dešava obrnuti proces. Ove sezonske promjene u unosu i izlazu topline u tlu i vodi su gotovo uravnotežene tokom godine, a prosječna godišnja temperatura zemljine površine i aktivnog sloja malo varira iz godine u godinu.

12 Donja površina je površina zemlje koja je u direktnoj interakciji sa atmosferom.

13 Aktivna površina Vrste razmjene toplote aktivne površine To je površina tla, vegetacije i bilo koje druge vrste kopnene i okeanske površine (vode), koja upija i odaje toplotu.reguliše toplotni režim samog tela i susjedni sloj zraka (površinski sloj)

14 Približne vrijednosti parametara termičkih svojstava aktivnog sloja Zemlje Gustina tvari Kg / m 3 Toplotni kapacitet J / (kg K) Toplotna provodljivost W / (m K) zrak 1,02 voda, 63 led, 5 snijeg , 11 drvo, 0 pijesak, 25 kamen, 0

15 Kako se zemlja zagrijava: toplotna provodljivost je jedna od vrsta prijenosa topline

16 Mehanizam provođenja toplote (prenos toplote duboko u tela) Provođenje toplote je jedan od vidova prenosa toplote sa više zagrejanih delova tela na manje zagrejane, što dovodi do izjednačavanja temperature. Istovremeno, energija se u telu prenosi sa čestica (molekula, atoma, elektrona) sa većom energijom na čestice sa manjom energijom.protok q je proporcionalan gradu T, odnosno gde je λ koeficijent toplotne provodljivosti, ili jednostavno toplotna provodljivost, ne zavisi od stepena T. λ zavisi od agregacionog stanja supstance (vidi tabelu), njene atomske i molekularne strukture, temperature i pritiska, sastava (u slučaju smeše ili rastvora) itd. Toplotni tok u tlo U jednačini toplotnog bilansa, ovo je A G T c z

17 Prijenos topline na tlo podliježe zakonima Fourierove toplotne provodljivosti (1 i 2) 1) Period fluktuacije temperature se ne mijenja sa dubinom 2) Amplituda fluktuacije opada eksponencijalno sa dubinom

18 Širenje topline u tlo Što je veća gustina i vlaga tla, to bolje provodi toplinu, brže se širi u dubinu i dublje prodiru temperaturne fluktuacije. Ali, bez obzira na vrstu tla, period temperaturnih fluktuacija se ne mijenja sa dubinom. To znači da ne samo na površini, već i na dubinama ostaje dnevni kurs sa periodom od 24 sata između svaka dva uzastopna maksimuma ili minimuma i godišnji kurs sa periodom od 12 mjeseci.

19 Formiranje temperature u gornjem sloju tla (Šta pokazuju zakrivljeni termometri) Amplituda fluktuacija opada eksponencijalno. Ispod određene dubine (oko cm cm), temperatura se gotovo ne mijenja tokom dana.

20 Dnevna i godišnja varijacija površinske temperature tla Temperatura na površini tla ima dnevnu varijaciju: Minimum se opaža otprilike pola sata nakon izlaska sunca. Do tog vremena radijaciona ravnoteža površine tla postaje jednaka nuli; prijenos topline iz gornjeg sloja tla efektivnim zračenjem uravnotežen je povećanim prilivom ukupne radijacije. Izmjena topline bez zračenja u ovom trenutku je zanemarljiva. Tada temperatura na površini tla raste i do sati, kada u dnevnom toku dostiže maksimum. Nakon toga temperatura počinje da pada. Bilans zračenja u popodnevnim satima ostaje pozitivan; međutim, tokom dana toplota se oslobađa iz gornjeg sloja tla u atmosferu ne samo efektivnim zračenjem, već i povećanom toplotnom provodljivošću, kao i povećanim isparavanjem vode. Nastavlja se i prijenos topline u dubinu tla. Zbog toga temperatura na površini tla pada od sati do jutarnje najniže.

21 Dnevna varijacija temperature u tlu na različitim dubinama, amplitude fluktuacija se smanjuju sa dubinom. Dakle, ako je na površini dnevna amplituda 30, a na dubini od 20 cm - 5, onda će na dubini od 40 cm već biti manja od 1. Na nekoj relativno maloj dubini dnevna amplituda se smanjuje na nulu. Na ovoj dubini (oko cm) počinje sloj stalne dnevne temperature. Pavlovsk, maj. Amplituda godišnjih temperaturnih fluktuacija opada sa dubinom po istom zakonu. Međutim, godišnje fluktuacije šire se na veću dubinu, što je sasvim razumljivo: ima više vremena za njihovo širenje. Amplitude godišnjih fluktuacija smanjuju se na nulu na dubini od oko 30 m u polarnim širinama, oko 10 m u srednjim širinama i oko 10 m u tropskim (gdje su godišnje amplitude također niže na površini tla nego u srednje geografske širine). Na tim dubinama počinje sloj stalne godišnje temperature. Dnevni ciklus u tlu slabi sa dubinom u amplitudi i kasni u fazi u zavisnosti od vlažnosti tla: maksimum se javlja uveče na kopnu i noću na vodi (isto vrijedi i za minimum ujutro i popodne)

22 Fourierovi zakoni provodljivosti toplote (3) 3) Kašnjenje faze oscilovanja raste linearno sa dubinom. vrijeme nastupa temperaturnog maksimuma pomiče se u odnosu na više slojeve za nekoliko sati (prema večeri, pa čak i noći)

23 Četvrti Fourierov zakon Dubine slojeva stalne dnevne i godišnje temperature međusobno su povezane kao kvadratni korijeni perioda oscilacija, odnosno kao 1:365. To znači da je dubina na kojoj se godišnje oscilacije opadaju 19 puta veća od dubine na kojoj su dnevne fluktuacije prigušene. I ovaj zakon, kao i ostali Fourierovi zakoni, prilično je dobro potvrđen zapažanjima.

24 Formiranje temperature u cijelom aktivnom sloju tla (Šta pokazuju izduvni termometri) 1. Period kolebanja temperature se ne mijenja sa dubinom 2. Ispod određene dubine temperatura se ne mijenja tokom godine. 3. Dubina širenja godišnjih fluktuacija je otprilike 19 puta veća od dnevnih fluktuacija

25 Prodor temperaturnih fluktuacija duboko u tlo u skladu sa modelom toplotne provodljivosti

26 . Prosječna dnevna varijacija temperature na površini tla (P) iu zraku na visini od 2 m (V). Pavlovsk, jun. Maksimalne temperature na površini tla obično su više nego u zraku u visini meteorološke kabine. To je razumljivo: tokom dana sunčevo zračenje prvenstveno zagrijava tlo, a već se zrak zagrijava iz njega.

27 godišnji tok temperature tla Temperatura površine tla se, naravno, također mijenja u godišnjem toku. U tropskim geografskim širinama, njegova godišnja amplituda, odnosno razlika u dugoročnim srednjim temperaturama najtoplijih i najhladnijih mjeseci u godini, je mala i raste sa geografskom širinom. Na sjevernoj hemisferi na geografskoj širini 10 iznosi oko 3, na geografskoj širini 30 oko 10, na geografskoj širini 50 u prosjeku je oko 25.

28 Temperaturne fluktuacije u tlu slabe sa dubinom u amplitudi i kašnjenju u fazi, maksimum se pomiče na jesen, a minimum na proljeće. Godišnji maksimumi i minimumi zaostaju po danima za svaki metar dubine. Godišnja varijacija temperature u tlu na različitim dubinama od 3 do 753 cm u Kalinjingradu. U tropskim geografskim širinama, godišnja amplituda, odnosno razlika u dugoročnim prosječnim temperaturama najtoplijih i najhladnijih mjeseci u godini, je mala i raste sa geografskom širinom. Na sjevernoj hemisferi na geografskoj širini 10 iznosi oko 3, na geografskoj širini 30 oko 10, na geografskoj širini 50 u prosjeku je oko 25.

29 Metoda termičke izoplete Vizuelno predstavlja sve karakteristike temperaturne varijacije kako u vremenu tako iu dubini (u jednoj tački) Primjer godišnje varijacije i dnevne varijacije Izopleti godišnje varijacije temperature u zemljištu u Tbilisiju

30 Dnevni hod temperature vazduha površinskog sloja Temperatura vazduha se menja u dnevnom toku prateći temperaturu zemljine površine. Budući da se zrak zagrijava i hladi sa zemljine površine, amplituda dnevne varijacije temperature u meteorološkoj kabini je manja nego na površini tla, u prosjeku za oko jednu trećinu. Porast temperature zraka počinje porastom temperature tla (15 minuta kasnije) ujutro, nakon izlaska sunca. Za nekoliko sati temperatura tla, kao što znamo, počinje opadati. U satima se izjednačava sa temperaturom vazduha; od tog vremena, sa daljim padom temperature tla, počinje da pada i temperatura vazduha. Dakle, minimum u dnevnom toku temperature vazduha u blizini zemljine površine pada na vreme neposredno nakon izlaska sunca, a maksimum u satima.

32 Razlike u termičkom režimu tla i vodnih tijela Postoje oštre razlike u grijaćim i termičkim karakteristikama površinskih slojeva tla i gornjih slojeva vodnih tijela. U tlu se toplota vertikalno raspoređuje molekularnim provođenjem toplote, a u lagano pokretnoj vodi i turbulentnim mešanjem slojeva vode, što je mnogo efikasnije. Turbulencija u vodnim tijelima prvenstveno je uzrokovana valovima i strujama. No, noću iu hladnoj sezoni ovoj vrsti turbulencije pridružuje se i termička konvekcija: voda ohlađena na površini tone zbog povećane gustine i zamjenjuje je toplijom vodom iz nižih slojeva.

33 Karakteristike temperature vodnih tijela povezane s velikim koeficijentima turbulentnog prijenosa topline Dnevne i godišnje fluktuacije u vodi prodiru na mnogo veće dubine nego u tlu Temperaturne amplitude su mnogo manje i gotovo iste u UML jezera i mora aktivni vodeni sloj su mnogo puta u tlu

34 Dnevne i godišnje fluktuacije Kao rezultat toga, dnevne oscilacije temperature vode protežu se na dubinu od desetak metara, a u tlu na manje od jednog metra. Godišnja kolebanja temperature u vodi sežu do dubine od stotine metara, a u tlu samo do m. Dakle, toplota koja dolazi na površinu vode tokom dana i ljeta prodire na znatnu dubinu i zagrijava veliku debljinu. vode. Temperatura gornjeg sloja i površine same vode istovremeno se malo diže. U tlu se ulazna toplota raspoređuje u tankom gornjem sloju, koji se tako snažno zagreva. Izmjena toplote sa dubljim slojevima u jednačini toplotnog bilansa "A" za vodu je mnogo veća nego za tlo, a tok toplote u atmosferu "P" (turbulencija) je shodno tome manji. Noću i zimi voda gubi toplinu iz površinskog sloja, ali umjesto nje dolazi akumulirana toplina iz donjih slojeva. Zbog toga se temperatura na površini vode polako smanjuje. Na površini tla temperatura naglo opada tijekom oslobađanja topline: toplina akumulirana u tankom gornjem sloju brzo ga napušta bez dopunjavanja odozdo.

35 Dobijene su karte turbulentnog prijenosa topline atmosfere i podloge

36 U okeanima i morima, isparavanje također igra ulogu u miješanju slojeva i povezanom prijenosu topline. Sa značajnim isparavanjem s površine mora, gornji sloj vode postaje slaniji i gušći, zbog čega voda tone s površine u dubinu. Osim toga, zračenje prodire dublje u vodu u odnosu na tlo. Konačno, toplinski kapacitet vode je veliki u odnosu na tlo, a ista količina topline zagrijava masu vode na nižu temperaturu od iste mase tla. TOPLOTNI KAPACITET - Količina toplote koju telo apsorbuje kada se zagreje za 1 stepen (Celzijus) ili odaje kada se ohladi za 1 stepen (Celzijus) ili sposobnost materijala da akumulira toplotnu energiju.

37 Zbog ovih razlika u distribuciji toplote: 1. tokom toplog godišnjeg doba voda akumulira veliku količinu toplote u dovoljno debelom sloju vode, koja se ispušta u atmosferu tokom hladne sezone. 2. tokom tople sezone tlo odaje noću većinu toplote koju primi tokom dana, a malo je akumulira do zime. Kao rezultat ovih razlika, temperatura zraka nad morem je niža ljeti, a viša zimi nego nad kopnom. U srednjim geografskim širinama, tokom tople polovine godine, u tlu se akumulira 1,5-3 kcal toplote po kvadratnom centimetru površine. Po hladnom vremenu, tlo odaje ovu toplotu atmosferi. Vrijednost od ±1,5 3 kcal/cm 2 godišnje je godišnji toplotni ciklus tla.

38 Amplitude godišnjih temperaturnih varijacija određuju kontinentalnu klimu ili more Karta amplituda godišnjih temperaturnih varijacija u blizini površine Zemlje

39 Položaj mjesta u odnosu na obalu značajno utiče na režim temperature, vlažnosti, oblačnosti, padavina i određuje stepen kontinentalnosti klime.

40 Kontinentalnost klime Kontinentalnost klime je skup karakterističnih karakteristika klime, određenih uticajem kontinenta na procese formiranja klime. U klimi iznad mora (morska klima) uočavaju se male godišnje amplitude temperature zraka u odnosu na kontinentalnu klimu nad kopnom sa velikim godišnjim temperaturnim amplitudama.

41 Godišnja varijacija temperature vazduha na geografskoj širini 62 S: na Farskim ostrvima i Jakutsku odražava geografski položaj ovih tačaka: u prvom slučaju - blizu zapadne obale Evrope, u drugom - u istočnom delu Azije

42 Prosječna godišnja amplituda u Torshavnu 8, u Jakutsku 62 C. Na kontinentu Evroazija uočava se povećanje godišnje amplitude u smjeru od zapada prema istoku.

43 Evroazija – kontinent sa najvećom rasprostranjenošću kontinentalne klime Ovaj tip klime je tipičan za unutrašnje predele kontinenata. Kontinentalna klima je dominantna na značajnom dijelu teritorije Rusije, Ukrajine, Centralne Azije (Kazahstan, Uzbekistan, Tadžikistan), Unutrašnje Kine, Mongolije, unutrašnjosti SAD-a i Kanade. Kontinentalna klima dovodi do stvaranja stepa i pustinja, budući da većina vlage mora i okeana ne dopire do unutrašnjosti.

44 indeks kontinentalnosti je numerička karakteristika klimatske kontinentalnosti. Postoji niz opcija za I K, koje se zasnivaju na jednoj ili drugoj funkciji godišnje amplitude temperature zraka A: prema Gorčinskom, prema Konradu, prema Zenkeru, prema Khromovu. Postoje indeksi izgrađeni na drugim osnovama. Na primjer, omjer učestalosti pojavljivanja kontinentalnih zračnih masa prema učestalosti morskih zračnih masa predložen je kao IC. L. G. Polozova je predložila da se kontinentalnost karakteriše odvojeno za januar i jul u odnosu na najveću kontinentalnost na datoj geografskoj širini; ovo posljednje se određuje iz temperaturnih anomalija. Η. Η. Ivanov je predložio I.K. kao funkciju geografske širine, godišnjih i dnevnih temperaturnih amplituda i deficita vlage u najsušnijem mjesecu.

45 indeks kontinentalnosti Veličina godišnje amplitude temperature zraka zavisi od geografske širine. Na niskim geografskim širinama, godišnje amplitude temperature su manje u odnosu na visoke geografske širine. Ova odredba dovodi do potrebe da se isključi uticaj geografske širine na godišnju amplitudu. Za to su predloženi različiti indikatori kontinentalnosti klime, predstavljeni kao funkcija godišnje temperaturne amplitude i geografske širine. Formula L. Gorchinsky gdje je A godišnja amplituda temperature. Prosječna kontinentalnost iznad okeana je nula, a za Verkhoyansk je 100.

47 Morsko i kontinentalno Područje umjerene maritimne klime karakteriziraju prilično tople zime (od -8 C do 0 C), prohladna ljeta (+16 C) i velike količine padavina (preko 800 mm), koje ravnomjerno padaju tokom cijele godine. Umjerenokontinentalnu klimu karakterišu kolebanja temperature zraka od oko -8 C u januaru do +18 C u julu, padavina je ovdje više od mm, koje padaju uglavnom ljeti. Područje kontinentalne klime karakterišu niže temperature zimi (do -20 C) i manje padavina (oko 600 mm). U umjerenoj oštrokontinentalnoj klimi zima će biti još hladnija do -40 C, a padavina i manje od mm.

48 Ekstremne temperature do +55, pa čak i do +80 u pustinjama se uočavaju ljeti na površini golog tla u Moskovskoj oblasti. Noćni temperaturni minimumi su, naprotiv, niži na površini tla nego u zraku, jer se prije svega tlo hladi efektivnim zračenjem, a zrak se već hladi iz njega. Zimi u moskovskoj oblasti noćne temperature na površini (u ovom trenutku prekrivene snijegom) mogu pasti ispod 50, ljeti (osim jula) do nule. Na snježnoj površini u unutrašnjosti Antarktika čak je i prosječna mjesečna temperatura u junu oko 70, au nekim slučajevima može pasti i do 90.

49 Karte prosječne temperature zraka januar i jul

50 Raspodjela temperature zraka (zoniranje distribucije je glavni faktor klimatskog zoniranja) Prosječno godišnje Prosječno ljeto (juli) Prosjek za januar Prosjek za geografske zone

51 Temperaturni režim teritorije Rusije Odlikuje se velikim kontrastima zimi. U istočnom Sibiru zimski anticiklon, koji je izuzetno stabilna barička formacija, doprinosi formiranju pola hladnoće u severoistočnoj Rusiji sa prosečnom mesečnom temperaturom vazduha zimi od 42 C. Prosečna minimalna temperatura zimi je 55 C. zimi se mijenja od C na jugozapadu, dostižući pozitivne vrijednosti na obali Crnog mora, do C u centralnim regijama.

52 Prosječna temperatura zraka na površini (S) zimi

53 Prosječna temperatura zraka na površini (S) ljeti Prosječna temperatura zraka varira od 4 5 C na sjevernim obalama do C na jugozapadu, gdje je njen prosječni maksimum C, a apsolutni maksimum 45 C. Amplituda ekstremnih temperatura dostiže 90 C. Karakteristika temperaturnog režima vazduha u Rusija ima velike dnevne i godišnje amplitude, posebno u oštro kontinentalnoj klimi azijske teritorije. Godišnja amplituda varira od 8 10 C ETR do 63 C u istočnom Sibiru u regionu Verhojanskog lanca.

54 Utjecaj vegetacijskog pokrivača na temperaturu površine tla Vegetacijski pokrivač smanjuje hlađenje tla noću. U ovom slučaju noćno zračenje se javlja uglavnom sa površine same vegetacije, koja će biti najviše rashlađena. Tlo pod vegetacijom održava višu temperaturu. Međutim, tokom dana vegetacija sprječava radijacijsko zagrijavanje tla. Dnevni temperaturni raspon pod vegetacijom se smanjuje, a prosječna dnevna temperatura snižava. Dakle, vegetacijski pokrivač uglavnom hladi tlo. U Lenjingradskoj oblasti, površina zemljišta pod ratarskim kulturama može biti 15 stepeni hladnija tokom dana od tla pod ugarom. U prosjeku je dnevno hladnije od golog tla za 6, a čak i na dubini od 5-10 cm postoji razlika od 3-4.

55 Utjecaj snježnog pokrivača na temperaturu tla Snježni pokrivač štiti tlo od gubitka topline zimi. Zračenje dolazi sa površine samog snježnog pokrivača, a tlo ispod ostaje toplije od golog tla. Istovremeno, dnevna amplituda temperature na površini tla pod snijegom naglo opada. U srednjem pojasu evropske teritorije Rusije, sa snježnim pokrivačem od 50 cm, temperatura površine tla ispod njega je za 6-7 viša od temperature golog tla, a 10 viša od temperature na površini zemlje. samog snježnog pokrivača. Zimsko smrzavanje tla pod snijegom dostiže dubinu od oko 40 cm, a bez snijega može se proširiti i na dubinu veću od 100 cm. Tako vegetacijski pokrivač ljeti smanjuje temperaturu na površini tla, a snježni pokrivač zimi, naprotiv, povećava ga. Kombinovani efekat vegetacionog pokrivača ljeti i snježnog pokrivača zimi smanjuje godišnju temperaturnu amplitudu na površini tla; ovo je smanjenje reda od 10 u odnosu na golo tlo.

56 OPASNE METEOROLOŠKE POJAVE I NJIHOVI KRITERIJUMI 1. veoma jak vjetar (uključujući oluje) od najmanje 25 m/s, (uključujući udare), na morskim obalama iu planinskim područjima od najmanje 35 m/s; 2. veoma jaka kiša od najmanje 50 mm u periodu ne dužem od 12 sati 3. jaka kiša od najmanje 30 mm u periodu ne dužem od 1 sat; 4. veoma jak snijeg od najmanje 20 mm u periodu ne dužem od 12 sati; 5. veliki grad - ne manji od 20 mm; 6. jaka snježna oluja - sa prosječnom brzinom vjetra od najmanje 15 m/s i vidljivošću manjom od 500 m;

57 7. Jaka prašna oluja sa prosječnom brzinom vjetra od najmanje 15 m/s i vidljivošću ne većom od 500 m; 8. Vidljivost jake magle ne veća od 50m; 9. Ozbiljne naslage leda od najmanje 20 mm za led, najmanje 35 mm za složene naslage ili mokri snijeg, najmanje 50 mm za inje. 10. Ekstremne vrućine - Visoka maksimalna temperatura vazduha od najmanje 35 ºS duže od 5 dana. 11. Jaki mraz - Minimalna temperatura vazduha nije niža od minus 35ºS najmanje 5 dana.

58 Opasnosti od visoke temperature Opasnost od požara Ekstremna vrućina

59 Opasnosti od niskih temperatura

60 Zamrzni. Smrzavanje je kratkotrajno smanjenje temperature zraka ili aktivne površine (površine tla) na 0 C i niže na općoj pozadini pozitivnih srednjih dnevnih temperatura.

61 Osnovni pojmovi o temperaturi zraka ŠTA TREBA ZNATI! Karta prosječne godišnje temperature Razlike ljetnih i zimskih temperatura Zonska distribucija temperature Utjecaj distribucije kopna i mora Visinska distribucija temperature zraka Dnevna i godišnja varijacija temperature tla i zraka Opasne vremenske pojave zbog temperaturnog režima


Šumska meteorologija. Predavanje 4: TERMIČKI REŽIM ATMOSFERE I ZEMLJENE POVRŠINE Toplotni režim zemljine površine i atmosfere: Raspodjela temperature zraka u atmosferi i na površini kopna i njen kontinuirani

Pitanje 1. Radijaciona ravnoteža zemljine površine Pitanje 2. Radijaciona ravnoteža atmosfere Uvod Priliv toplote u obliku energije zračenja je deo ukupnog toplotnog priliva koji menja temperaturu atmosfere.

Toplotni režim atmosfere Predavač: Soboleva Nadežda Petrovna, vanredni profesor Katedre. GEHC Temperatura zraka Vazduh uvijek ima temperaturu Temperatura zraka u svakoj tački atmosfere i na različitim mjestima na Zemlji neprekidno

KLIMA NOVOSIBIRSKOG REGIJA

Kontrolni rad na temu "Klima Rusije". 1 opcija. 1. Koji klimatski faktor je vodeći? 1) Geografski položaj 2) Atmosferska cirkulacija 3) Blizina okeana 4) Morske struje 2.

Koncepti "klima" i "vrijeme" na primjeru meteoroloških podataka za grad Novosibirsk Simonenko Anna Svrha rada: otkriti razliku u pojmovima "Vrijeme" i "klima" na primjeru meteoroloških podaci o

Ministarstvo obrazovanja i nauke Ruske Federacije

Literatura 1 Internet izvor http://www.beltur.by 2 Internet izvor http://otherreferats.allbest.ru/geography/00148130_0.html 3 Internet izvor http://www.svali.ru/climat/13/index. htm 4 Internet resurs

Vazdušni faktori i vremenske prilike u području njihovog kretanja. Kholodovich Yu. A. Bjeloruski nacionalni tehnički univerzitet Uvod Vremenska zapažanja postala su prilično rasprostranjena u drugoj polovini

MINISTARSTVO OBRAZOVANJA I NAUKE RUSIJE Federalna državna budžetska obrazovna ustanova visokog obrazovanja "NACIONALNI ISTRAŽIVAČKI DRŽAVNI UNIVERZITET U SARATOVU IMENU N.G. ČERNIŠEVSKOG"

FIZIČKA GEOGRAFIJA SVIJETA PREDAVANJE 9 SEKCIJA 1 EURAZIJA NASTAVAK TEME KLIMA I AGROKLIMATSKI RESURSI PITANJA KOJA SE RAZMATRAJU NA PREDAVANJU Atmosferska cirkulacija, karakteristike ovlaživanja i termalni režim

Radijacija u atmosferi Predavač: Soboleva Nadežda Petrovna, vanredni profesor, Katedra za GEGH Zračenje ili zračenje su elektromagnetski valovi koje karakteriziraju: L valna dužina i ν frekvencija oscilacije Zračenje se širi

MONITORING UDK 551.506 (575/2) (04) MONITORING: VREMENSKI STANJE U DOLINI ČU U JANUARU 2009 G.F. Agafonova meteorološki centar, A.O. Cand undercuts geogr. nauka, vanredni profesor, S.M. Kazačkova doktorand Januar

TOPLOTNI TOKOVI U KRIOMETAMORFNOM TLU SJEVERNE TAJGE I NJEGOVO SNABDIJEVANJE TOPLOTNOM Ostroumov V.Ye. 1, Davidova A.I. 2, Davidov S.P. 2, Fedorov-Davydov D.G. 1, Eremin I.I. 3, Kropačev D.Yu. 3 1 Institut

18. Prognoza temperature i vlažnosti vazduha u blizini Zemljine površine 1 18. PROGNOZA TEMPERATURE I VLAŽNOSTI ZRAKA U BLIZINI ZEMLJE

UDK 55.5 VREMENSKI USLOVI U DOLINI ČU U JESEN E.V. Ryabikina, A.O. Podrezov, I.A. Pavlova VREMENSKI USLOVI U DOLINI CHUI NA JESEN E.V. Ryabikina, A.O. Podrezov, I.A. Pavlova Meteorological

Modul 1 Opcija 1. Puni naziv Grupa Datum 1. Meteorologija je nauka o procesima koji se dešavaju u zemljinoj atmosferi (3b) A) hemijski B) fizički C) klimatski 2. Klimatologija je nauka o klimi, tj. agregati

1. Opis klimatograma: Kolone u klimatogramu su broj mjeseci, prva slova mjeseci su označena ispod. Ponekad se prikazuju 4 godišnja doba, ponekad ne svi mjeseci. Temperaturna skala je označena na lijevoj strani. Zero mark

MONITORING UDK 551.506 MONITORING: VREMENSKI USLOVI U DOLINI ČU U JESEN E.Yu. Zyskova, A.O. Podrezov, I.A. Pavlova, I.S. Brusenskaya MONITORING: VREMENSKI USLOVI U DOLINI CHUI U JESEN E.Yu. Zyskova,

Stratifikacija i vertikalna ravnoteža zasićenog vazduha Vrublevskiy SV Bjeloruski nacionalni tehnički univerzitet Uvod Vazduh u troposferi je u stanju stalnog miješanja

"Klimatski trendovi u hladnoj sezoni u Moldaviji" Tatjana Stamatova, Državna hidrometeorološka služba 28. oktobra 2013., Moskva, Rusija

A.L. Afanasiev, P.P. Bobrov, O.A. Ivčenko Omski državni pedagoški univerzitet S.V. Krivaltsevich Institut za atmosfersku optiku SB RAS, Tomsk Procena toplotnih tokova tokom isparavanja sa površine

UDK 551.51 (476.4) M L Smoljarov (Mogilev, Bjelorusija) KARAKTERISTIKE KLIMATSKIH GODIŠNJIH godišnjih doba U MOGILJEVU Uvod. Poznavanje klime na naučnom nivou počelo je organizacijom opremljenih meteoroloških stanica

ATMOSFERA I KLIMA ZEMLJE Bilješke sa predavanja Osintseva N.V. Sastav atmosfere Azot (N 2) 78,09%, Kiseonik (O 2) 20,94%, Argon (Ar) - 0,93%, Ugljen dioksid (CO2) 0,03%, Ostali gasovi 0,02%: ozon (O3),

Sekcije Računarski kod Tematski plan i sadržaj discipline Tematski plan Naziv sekcija (modula) sa punim radnim vremenom, ali skraćeno.

Ministarstvo obrazovanja i nauke Ruske Federacije FEDERALNA DRŽAVNA OBRAZOVNA USTANOVA VISOKOG OBRAZOVANJA NACIONALNI ISTRAŽIVAČKI DRŽAVNI UNIVERZITET SARATOV

Monsunska meteorologija Gerasimovich V.Yu. Bjeloruski nacionalni tehnički univerzitet Uvod Monsuni, stabilni sezonski vjetrovi. Ljeti, tokom sezone monsuna, ovi vjetrovi obično pušu s mora na kopno i donose

Metode rješavanja problema povećane složenosti fizičkog i geografskog usmjerenja, njihova primjena u nastavi i van nastave Nastavnik geografije: Gerasimova Irina Mihajlovna 1 Odredite koja od tačaka,

3. Klimatske promjene Temperatura zraka Ovaj indikator karakteriše prosječnu godišnju temperaturu zraka, njenu promjenu u određenom vremenskom periodu i odstupanje od dugogodišnjeg prosjeka

KLIMATSKE KARAKTERISTIKE GODINE 18 Poglavlje 2 Prosječna temperatura zraka u Republici Bjelorusiji u 2013. godini iznosila je +7,5 C, što je za 1,7 C više od klimatske norme. Tokom 2013. godine, ogromna većina

Verifikacija iz geografije Opcija 1 1. Koja je godišnja količina padavina tipična za oštro kontinentalnu klimu? 1) više od 800 mm godišnje 2) 600-800 mm godišnje 3) 500-700 mm godišnje 4) manje od 500 mm

Alentyeva Elena Yuryevna Opštinska autonomna opšteobrazovna ustanova Srednja škola 118 nazvana po heroju Sovjetskog Saveza N. I. Kuznjecovu iz grada Čeljabinska SAŽETAK LEKCIJE GEOGRAFIJE

Ministarstvo obrazovanja i nauke Ruske Federacije

TOPLOTNA SVOJSTVA I TERMIČKI REŽIM TLA 1. Toplotna svojstva tla. 2. Toplotni režim i načini njegovog regulisanja. 1. Toplotna svojstva tla Toplotni režim tla je jedan od važnih pokazatelja koji u velikoj mjeri određuje

MATERIJALI za pripremu za kompjutersko testiranje iz geografije 5. razred (dubinski studij geografije) Nastavnik: Yu.

1.2.8. Klimatski uslovi (GU "Irkutsk TsGMS-R" Irkutskog UGMS Roshidrometa; Zabajkalskoe UGMS Roshidrometa; Državna ustanova "Buryatsky TsGMS" Zabajkalskog UGMS Roshidrometa) Kao rezultat značajnog negativnog

Zadaci A2 iz geografije 1. Koje od navedenih stijena je metamorfnog porijekla? 1) peščar 2) tuf 3) krečnjak 4) mermer Mermer spada u metamorfne stene. Pješčanik

Toplotni bilans određuje temperaturu, njenu veličinu i promjenu na površini koja je direktno zagrijana sunčevim zracima. Kada se zagreje, ova površina prenosi toplotu (u dugotalasnom opsegu) i na donje slojeve i na atmosferu. Sama površina se zove aktivna površina.

Maksimalna vrijednost svih elemenata toplotnog bilansa uočava se u bližim podnevnim satima. Izuzetak je maksimalna izmjena topline u tlu, koja pada u jutarnjim satima. Maksimalne amplitude dnevne varijacije komponenti toplotnog bilansa uočavaju se ljeti, a minimalne amplitude zimi.

U dnevnom toku površinske temperature, suhe i bez vegetacije, po vedrom danu, maksimum se javlja nakon 14 sati, a minimum je oko izlaska sunca. Oblačnost može poremetiti dnevne varijacije temperature, uzrokujući pomak maksimuma i minimuma. Vlaga i površinska vegetacija imaju veliki uticaj na tok temperature.

Dnevni maksimumi površinske temperature mogu biti +80 o C ili više. Dnevne fluktuacije dostižu 40 o. Vrijednosti ekstremnih vrijednosti i temperaturnih amplituda zavise od geografske širine mjesta, godišnjeg doba, oblačnosti, toplinskih svojstava površine, njene boje, hrapavosti, prirode vegetacionog pokrivača, orijentacije padina (izloženosti).

Širenje toplote sa aktivne površine zavisi od sastava temeljne podloge, a biće određeno njenim toplotnim kapacitetom i toplotnom provodljivošću. Na površini kontinenata, temeljni supstrat je tlo, u okeanima (morima) - voda.

Tla općenito imaju niži toplinski kapacitet od vode i veću toplinsku provodljivost. Stoga se zagrijavaju i hlade brže od vode.

Vrijeme se troši na prijenos topline sa sloja na sloj, a trenuci nastupanja maksimalnih i minimalnih vrijednosti temperature tokom dana kasne se za svakih 10 cm za oko 3 sata. Što je sloj dublji, prima manje topline i slabije su temperaturne fluktuacije u njemu. Amplituda dnevnih temperaturnih fluktuacija sa dubinom smanjuje se za 2 puta na svakih 15 cm. Na prosječnoj dubini od oko 1 m, dnevne fluktuacije temperature tla "smiruju". Sloj na kojem se zaustavljaju naziva se sloj stalne dnevne temperature.

Što je duži period temperaturnih fluktuacija, to se dublje šire. Tako se u srednjim geografskim širinama sloj stalne godišnje temperature nalazi na dubini od 19-20 m, u visokim geografskim širinama na dubini od 25 m, a u tropskim geografskim širinama, gdje su godišnje amplitude temperature male, na dubini od 5-10 m. godina kasne u prosjeku 20-30 dana po metru.

Temperatura u sloju stalne godišnje temperature je blizu srednje godišnje temperature vazduha iznad površine.

Voda se sporije zagrijava i sporije oslobađa toplinu. Osim toga, sunčeve zrake mogu prodrijeti na velike dubine, direktno zagrijavajući dublje slojeve. Prijenos topline u dubinu nije toliko zbog molekularne toplinske provodljivosti, već u većoj mjeri zbog miješanja voda na turbulentan način ili strujanja. Kada se površinski slojevi vode ohlade, dolazi do termičke konvekcije, koja je takođe praćena mešanjem.

Dnevne temperaturne fluktuacije na površini okeana u visokim geografskim širinama su u prosjeku samo 0,1ºS, u umjerenim - 0,4ºS, u tropskim - 0,5ºS, dubina prodiranja ovih fluktuacija je 15-20 m.

Godišnje temperaturne amplitude na površini okeana od 1ºS na ekvatorijalnim širinama do 10,2ºS na umjerenim širinama. Godišnje temperaturne fluktuacije prodiru do dubine od 200-300 m.

Trenuci temperaturnih maksimuma u vodnim tijelima su odgođeni u odnosu na kopno. Maksimum je okolo 15-16 sati, barem 2-3 sati nakon izlaska sunca. Godišnja maksimalna temperatura na površini okeana na sjevernoj hemisferi javlja se u avgustu, minimalna - u februaru.

Pitanje 7 (atmosfera) - promjena temperature zraka sa visinom. Atmosfera se sastoji od mješavine plinova zvanih zrak, u kojoj su suspendirane tečne i čvrste čestice. Ukupna masa potonjeg je beznačajna u poređenju sa cjelokupnom masom atmosfere. Atmosferski zrak u blizini površine zemlje je po pravilu vlažan. To znači da njegov sastav, uz ostale gasove, uključuje vodenu paru, tj. voda u gasovitom stanju. Sadržaj vodene pare u vazduhu značajno varira, za razliku od ostalih komponenti vazduha: na površini zemlje varira između stotih delova procenta i nekoliko procenata. Ovo se objašnjava činjenicom da, u uslovima koji postoje u atmosferi, vodena para može preći u tečno i čvrsto stanje i, obrnuto, može ponovo ući u atmosferu usled isparavanja sa zemljine površine. Zrak, kao i svako tijelo, uvijek ima temperaturu različitu od apsolutne nule. Temperatura zraka u svakoj tački atmosfere se kontinuirano mijenja; na različitim mestima na Zemlji u isto vreme takođe je različita. Na površini zemlje temperatura zraka varira u prilično širokom rasponu: njene ekstremne vrijednosti, do sada uočene, su nešto ispod +60° (u tropskim pustinjama) i oko -90° (na kopnu Antarktika). Sa visinom, temperatura zraka varira u različitim slojevima iu različitim slučajevima na različite načine. U prosjeku se prvo smanji na visinu od 10-15 km, zatim naraste na 50-60 km, pa opet pada itd. . - VERTIKALNI GRADIJENT TEMPERATURE sin. VERTIKALNI TEMPERATURNI GRADIJENT - vertikalni temperaturni gradijent - promjena temperature sa povećanjem visine iznad nivoa mora, uzeto po jedinici udaljenosti. Smatra se pozitivnim ako temperatura opada s visinom. U suprotnom slučaju, na primjer, u stratosferi, temperatura raste tokom porasta, a zatim se formira inverzni (inverzioni) vertikalni gradijent, kojem se dodjeljuje znak minus. U troposferi, WT u prosjeku iznosi 0,65°/100 m, ali u nekim slučajevima može premašiti 1°/100 m ili uzeti negativne vrijednosti tokom temperaturnih inverzija. U površinskom sloju na kopnu tokom tople sezone može biti deset puta veći. - adijabatski proces- Adijabatski proces (adijabatski proces) - termodinamički proces koji se odvija u sistemu bez razmene toplote sa okolinom (), odnosno u adijabatski izolovanom sistemu čije se stanje može promeniti samo promenom spoljašnjih parametara. Koncept adijabatske izolacije je idealizacija toplotnoizolacionih ljuski ili Dewarovih posuda (adijabatske školjke). Promjena temperature vanjskih tijela ne utiče na adijabatski izolovani sistem, a njihova energija U može se mijenjati samo zbog rada sistema (ili na njemu). Prema prvom zakonu termodinamike, u reverzibilnom adijabatskom procesu za homogeni sistem, gde je V zapremina sistema, p je pritisak, au opštem slučaju, gde su aj spoljni parametri, Aj su termodinamičke sile. Prema drugom zakonu termodinamike, u reverzibilnom adijabatskom procesu entropija je konstantna, au ireverzibilnom procesu raste. Veoma brzi procesi u kojima razmena toplote sa okolinom nema vremena, na primer, tokom širenja zvuka, mogu se smatrati adijabatskim procesom. Entropija svakog malog elementa fluida ostaje konstantna tokom njegovog kretanja brzinom v, stoga je ukupni izvod entropije s, po jedinici mase, jednak nuli (uslov adijabatnosti). Jednostavan primjer adijabatskog procesa je kompresija (ili ekspanzija) plina u toplinski izoliranom cilindru s termički izoliranim klipom: temperatura raste tijekom kompresije, a opada tijekom ekspanzije. Drugi primjer adijabatskog procesa je adijabatska demagnetizacija, koja se koristi u metodi magnetnog hlađenja. Reverzibilni adijabatski proces, koji se naziva i izentropski proces, prikazan je na dijagramu stanja adijabatom (izentropom). Zrak koji se diže, ulazeći u razrijeđeni medij, širi se, hladi se, a spuštajući se, naprotiv, zagrijava zbog kompresije. Takva promjena temperature zbog unutrašnje energije, bez dotoka i oslobađanja topline, naziva se adijabatskom. Adijabatske promjene temperature nastaju prema suha adijabatska i mokra adijabatska zakoni. Shodno tome, razlikuju se i vertikalni gradijenti promjene temperature s visinom. Suhi adijabatski gradijent je promjena temperature suhog ili vlažnog nezasićenog zraka za 1°C na svakih 100 metara nadmorske visine ili spuštanja, a vlažni adijabatski gradijent je smanjenje temperature vlažnog zasićenog zraka za manje od 1°C. za svakih 100 metara nadmorske visine.

-Inverzija u meteorologiji, to znači anomalnu prirodu promjene parametra u atmosferi sa povećanjem visine. Najčešće se to odnosi na temperaturnu inverziju, odnosno povećanje temperature s visinom u određenom sloju atmosfere umjesto uobičajenog pada (vidi Zemljina atmosfera).

Postoje dvije vrste inverzije:

1. površinske temperaturne inverzije počevši direktno od površine zemlje (debljina inverzivnog sloja je desetine metara)

2.Inverzije temperature u slobodnoj atmosferi (debljina inverzivnog sloja dostiže stotine metara)

Temperaturna inverzija sprečava vertikalno kretanje vazduha i doprinosi stvaranju izmaglice, magle, smoga, oblaka, fatamorgana. Inverzija u velikoj mjeri ovisi o lokalnim karakteristikama terena. Porast temperature u inverzionom sloju kreće se od desetinki stepeni do 15-20 °C i više. Inverzije površinske temperature u istočnom Sibiru i na Antarktiku zimi su najsnažnije.

Ulaznica.

Dnevni hod temperature vazduha - promena temperature vazduha tokom dana. Dnevni tok temperature zraka općenito odražava tok temperature zemljine površine, ali trenuci nastupanja maksimuma i minimuma su nešto kasni, maksimum se opaža u 14 sati, minimum nakon izlaska sunca. Dnevne fluktuacije temperature zraka zimi su primjetne do visine od 0,5 km, ljeti - do 2 km.

Dnevna amplituda temperature vazduha - razlika između maksimalne i minimalne temperature vazduha tokom dana. Dnevna amplituda temperature zraka najveća je u tropskim pustinjama - do 40 0, u ekvatorijalnim i umjerenim geografskim širinama opada. Dnevna amplituda je manja zimi i po oblačnom vremenu. Iznad površine vode, mnogo je manje nego nad kopnom; preko vegetacije je manje nego preko golih površina.

Godišnji tok temperature vazduha određen je prvenstveno geografskom širinom mesta. Godišnji tok temperature vazduha - promjena prosječne mjesečne temperature tokom godine. Godišnja amplituda temperature vazduha - razlika između maksimalne i minimalne prosječne mjesečne temperature. Postoje četiri tipa godišnjih temperaturnih varijacija; Svaki tip ima dva podtipa pomorske i kontinentalne karakteriziraju različite godišnje temperaturne amplitude. AT ekvatorijalni Tip godišnje temperaturne varijacije pokazuje dva mala maksimuma i dva mala minimuma. Maksimumi se javljaju nakon ekvinocija, kada je sunce u zenitu nad ekvatorom. U morskom podtipu godišnja amplituda temperature zraka je 1-2 0 , u kontinentalnom 4-6 0 . Temperatura je pozitivna tokom cijele godine. AT tropski Tip godišnje temperaturne varijacije ima jedan maksimum nakon ljetnog solsticija i jedan minimum nakon zimskog solsticija na sjevernoj hemisferi. U morskom podtipu godišnja amplituda temperature je 5 0 , u kontinentalnom 10-20 0 . AT umjereno U tipu godišnje temperaturne varijacije postoji i jedan maksimum nakon ljetnog solsticija i jedan minimum nakon zimskog solsticija na sjevernoj hemisferi; temperature su negativne zimi. Preko okeana, amplituda je 10-15 0 , nad kopnom se povećava s udaljenosti od okeana: na obali - 10 0 , u centru kopna - do 60 0 . AT polar U tipu godišnjih temperaturnih varijacija postoji jedan maksimum nakon ljetnog solsticija i jedan minimum nakon zimskog solsticija na sjevernoj hemisferi, temperatura je negativna veći dio godine. Godišnja amplituda na moru je 20-30 0 , na kopnu - 60 0 . Odabrani tipovi odražavaju zonsku varijaciju temperature zbog priliva sunčevog zračenja. Kretanje vazdušnih masa ima veliki uticaj na godišnji tok temperature.

Ulaznica.

Izoterme Linije koje povezuju tačke na karti sa istom temperaturom.

Ljeti su kontinenti topliji, izoterme nad kopnom se savijaju prema polovima.

Na karti zimskih temperatura (decembar na sjevernoj hemisferi i jul na južnoj hemisferi), izoterme značajno odstupaju od paralela. Iznad okeana, izoterme se kreću daleko do visokih geografskih širina, formirajući "toplotne jezike"; nad kopnom, izoterme odstupaju prema ekvatoru.

Prosečna godišnja temperatura severne hemisfere je +15,2 0 C, a južne hemisfere +13,2 0 C. Minimalna temperatura na severnoj hemisferi je dostigla -77 0 C (Ojmjakon) i -68 0 C (Verhojansk). Na južnoj hemisferi minimalne temperature su mnogo niže; na stanicama "Sovetskaya" i "Vostok" temperatura je bila -89,2 0 C. Minimalna temperatura u bezoblačnom vremenu na Antarktiku može pasti na -93 0 C. u Kaliforniji, u Dolini smrti, zabilježena je temperatura od +56,7°C.

O tome koliko kontinenti i okeani utječu na raspodjelu temperatura, daju prikazi karata i anomalija. Isanomals- linije koje povezuju tačke sa istim temperaturnim anomalijama. Anomalije su odstupanja stvarnih temperatura od onih na srednjim geografskim širinama. Anomalije su pozitivne i negativne. Pozitivne se primjećuju ljeti na zagrijanim kontinentima

Tropi i arktički krugovi se ne mogu smatrati važećim granicama termalne zone (sistem klasifikacije klime prema temperaturi vazduha), budući da na raspodjelu temperature utiče niz drugih faktora: raspored zemljišta i vode, struje. Izoterme se uzimaju izvan granica termičkih zona. Vruća zona se nalazi između godišnjih izotermi od 20 0 C i ocrtava pojas divljih palmi. Granice umjerenog pojasa povučene su duž izoterme 10 0 Od najtoplijeg mjeseca. Na sjevernoj hemisferi, granica se poklapa sa distribucijom šumske tundre. Granica hladnog pojasa ide duž 0 0 izoterme od najtoplijeg mjeseca. Pojasevi mraza se nalaze oko stubova.

Toplotna energija ulazi u niže slojeve atmosfere uglavnom sa donje površine. Toplotni režim ovih slojeva


je usko povezan sa termičkim režimom zemljine površine, pa je njegovo proučavanje i jedan od važnih zadataka meteorologije.

Glavni fizički procesi u kojima tlo prima ili odaje toplotu su: 1) prenos toplote zračenjem; 2) turbulentna razmena toplote između donje površine i atmosfere; 3) molekularna razmena toplote između površine zemljišta i donjeg fiksnog susednog sloja vazduha; 4) razmena toplote između slojeva zemljišta; 5) fazni prenos toplote: utrošak toplote za isparavanje vode, otapanje leda i snega na površini i u dubini tla ili njeno oslobađanje tokom reverznih procesa.

Toplotni režim površine zemlje i vodnih tijela određen je njihovim termofizičkim karakteristikama. Prilikom pripreme posebnu pažnju treba obratiti na izvođenje i analizu jednadžbe toplinske provodljivosti tla (Fourierova jednačina). Ako je tlo jednoliko vertikalno, onda je njegova temperatura t na dubini z u trenutku t može se odrediti iz Fourierove jednačine

gdje a- toplotna difuzivnost tla.

Posljedica ove jednadžbe su osnovni zakoni širenja temperaturnih fluktuacija u tlu:

1. Zakon invarijantnosti perioda oscilovanja sa dubinom:

T(z) = const(2)

2. Zakon smanjenja amplitude oscilacija sa dubinom:

(3)

gdje i su amplitude na dubinama a- toplinska difuzivnost sloja tla koji leži između dubina;

3. Zakon faznog pomaka oscilacija sa dubinom (zakon kašnjenja):

(4)

gdje je kašnjenje, tj. razlika između trenutaka početka iste faze oscilacija (na primjer, maksimuma) na dubinama i fluktuacije temperature prodiru u tlo do dubine znp definisano omjerom:

(5)

Osim toga, potrebno je obratiti pažnju na niz posljedica iz zakona smanjenja amplitude oscilacija s dubinom:

a) dubine na kojima u različitim tlima ( ) amplitude temperaturnih fluktuacija sa istim periodom ( = T 2) smanjenja za isti broj puta odnose se jedno na drugo kao kvadratni korijeni toplinske difuzivnosti ovih tla

b) dubine na kojima se u istom tlu ( a= const) amplitude temperaturnih fluktuacija sa različitim periodima ( ) smanjiti za isti iznos =konst, su međusobno povezani kao kvadratni korijeni perioda oscilacija

(7)

Potrebno je jasno razumjeti fizičko značenje i karakteristike formiranja toplotnog toka u tlo.

Površinska gustina toplotnog toka u tlu određena je formulom:

gdje je λ koeficijent toplinske provodljivosti vertikalnog temperaturnog gradijenta tla.

Trenutna vrijednost R izraženi su u kW/m do najbliže stote, sume R - u MJ / m 2 (satnih i dnevnih - do stotih, mjesečno - do jedinica, godišnje - do desetina).

Prosječna površinska gustina toplotnog toka kroz površinu tla u vremenskom intervalu t opisuje se formulom


gdje je C volumetrijski toplinski kapacitet tla; interval; z „ str- dubina prodiranja temperaturnih fluktuacija; ∆tcp- razlika između prosječnih temperatura sloja tla do dubine znp na kraju i na početku intervala m. Navedimo glavne primjere zadataka na temu “Toplotni režim tla”.

Zadatak 1. Na kojoj dubini se smanjuje e puta amplituda dnevnih fluktuacija u tlu sa koeficijentom toplotne difuzivnosti a\u003d 18,84 cm 2 / h?

Odluka. Iz jednadžbe (3) slijedi da će se amplituda dnevnih fluktuacija smanjiti za faktor e na dubini koja odgovara uvjetu

Zadatak 2. Odrediti dubinu prodiranja dnevnih temperaturnih kolebanja u granit i suhi pijesak, ako su ekstremne površinske temperature susjednih područja sa granitnim tlom 34,8 °C i 14,5 °C, a sa suvim pjeskovitim tlom 42,3 °C i 7,8 °C. termička difuzivnost granita a g \u003d 72,0 cm 2 / h, suhi pijesak a n \u003d 23,0 cm 2 / h.

Odluka. Temperaturna amplituda na površini granita i pijeska jednaka je:

Dubina prodiranja se smatra formulom (5):

Zbog veće toplotne difuzivnosti granita, dobili smo i veću dubinu prodiranja dnevnih temperaturnih kolebanja.

Zadatak 3. Pod pretpostavkom da se temperatura gornjeg sloja tla mijenja linearno sa dubinom, treba izračunati površinsku gustinu toplotnog fluksa u suhom pijesku ako je njegova površinska temperatura 23,6 "SA, a temperatura na dubini od 5 cm je 19,4 °C.

Odluka. Temperaturni gradijent tla u ovom slučaju je jednak:

Toplotna provodljivost suhog pijeska λ= 1,0 W/m*K. Toplotni tok u tlo određuje se formulom:

P = -λ - = 1,0 84,0 10 "3 \u003d 0,08 kW / m 2

Toplotni režim površinskog sloja atmosfere određen je uglavnom turbulentnim mešanjem, čiji intenzitet zavisi od dinamičkih faktora (hrapavost zemljine površine i gradijenti brzine vetra na različitim nivoima, razmera kretanja) i toplotnih faktora (nehomogenost zagrevanja). različitih dijelova površine i vertikalne raspodjele temperature).

Za karakterizaciju intenziteta turbulentnog miješanja koristi se koeficijent turbulentne izmjene ALI i koeficijent turbulencije TO. Oni su povezani omjerom

K \u003d A / str(10)

gdje R - gustina vazduha.

Koeficijent turbulencije To mjereno u m 2 / s, tačno do stotinke. Obično se u površinskom sloju atmosfere koristi koeficijent turbulencije DO] na visokom G"= 1 m Unutar površinskog sloja:

gdje z- visina (m).

Morate znati osnovne metode za određivanje TO\.

Zadatak 1. Izračunajte površinsku gustinu vertikalnog toplotnog fluksa u površinskom sloju atmosfere kroz oblast na kojoj je gustina vazduha normalna, koeficijent turbulencije je 0,40 m 2 /s, a vertikalni temperaturni gradijent je 30,0 °C/100m.


Odluka. Izračunavamo površinsku gustinu vertikalnog toplotnog toka po formuli

L=1,3*1005*0,40*

Proučavati faktore koji utiču na termički režim površinskog sloja atmosfere, kao i periodične i neperiodične promene temperature slobodne atmosfere. Jednačine toplotnog bilansa zemljine površine i atmosfere opisuju zakon održanja energije koju prima aktivni sloj Zemlje. Razmotrite dnevni i godišnji tok toplotnog bilansa i razloge njegovih promjena.

Književnost

Poglavlje sh, ch. 2, § 1 -8.

Pitanja za samoispitivanje

1. Koji faktori određuju termički režim tla i vodnih tijela?

2. Koje je fizičko značenje termofizičkih karakteristika i kako one utiču na temperaturni režim tla, vazduha, vode?

3. Od čega zavise i kako zavise amplitude dnevnih i godišnjih kolebanja površinske temperature tla?

4. Formulisati osnovne zakone raspodjele temperaturnih fluktuacija u tlu?

5. Koje su posljedice osnovnih zakona raspodjele temperaturnih kolebanja u tlu?

6. Koje su prosječne dubine prodiranja dnevnih i godišnjih temperaturnih kolebanja u tlu i u vodnim tijelima?

7. Kakav je uticaj vegetacije i snježnog pokrivača na termički režim tla?

8. Koje su karakteristike termičkog režima vodnih tijela, za razliku od termičkog režima tla?

9. Koji faktori utiču na intenzitet turbulencije u atmosferi?

10. Koje kvantitativne karakteristike turbulencije znate?

11. Koje su glavne metode za određivanje koeficijenta turbulencije, njihove prednosti i mane?

12. Nacrtati i analizirati dnevni hod koeficijenta turbulencije nad kopnenim i vodenim površinama. Koji su razlozi njihove razlike?

13. Kako se određuje površinska gustina vertikalnog turbulentnog toplotnog toka u površinskom sloju atmosfere?

Imate pitanja?

Prijavite grešku u kucanju

Tekst za slanje našim urednicima: